Onde solitaire magnétoélastique dans un ferroaimant d'Heisenberg à plan d'aimantation facile

Abstract

Ce mémoire a comme objectif de mettre en évidence l'existence de modes non linéaires du type "onde solitaire" dans une chaîne d'Heisenberg soumise à un champ magnétique et possédant un plan d'aimantation facile. Ce type particulier de chaine de spins a déjà fait l'objet de nombreux travaux et, sous certaines restrictions, il a été démontré que le comportement des spins est adéquatement décrit en termes de solitons. On montre ici que des solutions du type "onde solitaire" existent aussi lorsqu'on tient compte du couplage entre les spins et les vibrations élastiques se propageant le long de la chaine. En particulier, ces ondes solitaires existent dans le domaine de fréquences interdites aux polaritons magnétiques de ce système. Des calculs sont faits pour le CsNiF3 dont la chaîne de spins modèle le comportement dans la phase unidimensionnelle (T> Tc,Tc= 2,61 K). L'existence de telles ondes serait donc directement vérifiable par des expériences de transmission et d'atténuation des ultrasons dans ce composé. Par ailleurs, la contribution des ondes solitaires à la chaleur spécifique du cristal est calculée par un modèle simple de gaz parfait. Il semble que cette contribution soit très faible comparativement aux autres excitations du système et, notamment, des phonons, mais cette conclusion peut être imputable à la trop grande simplicité du modèle et au fait qu'il se trouve employé ici à ses frontières de validité. Une façon plus complète d'aborder le problème est envisagée.